

把精子想象成寻找终极宝藏——卵子的小冒险家。它们没有地图,但它们利用了更非凡的东西:化学引诱剂。这些是卵子释放的化学信号,就像警笛一样,引导和激活精子。当这些信号与精子表面的受体结合时,就会触发一系列事件,开始向卵子移动。在这种复杂的情况下,一个关键的参与者是一种被称为“SLC9C1”的蛋白质。
它只存在于精子细胞中,通常不活跃。然而,当化学引诱剂与精子表面相互作用时,一切都改变了。
“SLC9C1就像一个高度复杂的交换系统。它将细胞内的质子与细胞外的钠离子交换,暂时在精子内创造一个酸性较低的环境。这种内部环境的改变会增加精子的活力,”斯德哥尔摩大学生物化学教授大卫·德鲁说。
SLC9C1的激活是由化学引诱剂附着在精子上时发生的电压变化驱动的。为了实现这一点,SLC9C1使用了一种称为电压感应域(VSD)的独特功能。通常,VSD结构域与电压门控离子通道有关。但在SLC9C1的情况下,它是转运蛋白领域中真正特殊的东西。
由David Drew领导的研究人员揭开了SLC9C1内部工作原理背后的秘密,并提供了转运体的电压感应域激活及其通过异常长的电压感应(S4)螺旋连接的第一个例子。
VSD结构域通过向内推动其杆状的S4螺旋来响应电压的变化。这为SLC9C1的离子交换扫清了道路,最终启动了精子的活力,”David Drew说。
“转运体的工作方式与通道非常不同,因此,VSD以一种我们从未见过,甚至想象不到的方式与精子蛋白结合。看到大自然如何做到这一点是令人兴奋的,也许在未来,我们可以从中学习制造可以通过电压打开的合成蛋白质,或者开发通过阻断这种蛋白质起作用的新型男性避孕药,”大卫·德鲁指出。